(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の時刻における電気量の振幅の絶対値の２乗値の瞬時値にかかわる累積時間積分値を求め、前記任意の時刻よりも前の時刻における前記電気量の振幅の絶対値の２乗値の移動平均値に関する累積時間積分値を求め、これら瞬時値にかかわる累積時間積分値と、移動平均値にかかわる累積時間積分値との比が予め定めた閾値を越えたとき、その時刻を前記電気量の波形データの立ち上がり時刻として検出することを特徴とする電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法。
【請求項２】
ディジタルフィルタにより前記電気量のノイズを除去することを特徴とする請求項１に記載の電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法。
【請求項３】
移動平均演算のサンプル数が２の整数乗であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法。
【請求項４】
前記電気量波形データが電力系統における主回路電流または系統電圧の波形データであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法。
【請求項５】
主回路電流または系統電圧の少なくとも一方と、遮断器の状態量と、遮断器の閉極指令信号とを入力し、主回路電流または系統電圧の所望の位相で遮断器を投入させるように、前記位相に同期制御した同期閉極制御信号を遮断器に対して出力する制御を行う遮断器の同期開閉制御装置において、
任意の時刻における主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの振幅の絶対値の瞬時値を求め、前記任意の時刻よりも前の時刻における前記振幅の絶対値の移動平均値を求め、前記振幅の絶対値の瞬時値と、前記振幅の絶対値の移動平均値との比が予め定めた閾値を越えたとき、その時刻を前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻として検出する波形データ立ち上がり時刻検出手段と、
前記同期閉極制御信号の出力タイミングを基準として前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻までの経過時間をカウントし、遮断器の電気的な投入動作時間を計測する投入動作時間検出手段と、
を有することを特徴とする遮断器の同期開閉制御装置。
【請求項６】
主回路電流または系統電圧の少なくとも一方と、遮断器の状態量と、遮断器の閉極指令信号とを入力し、主回路電流または系統電圧の所望の位相で遮断器を投入させるように、前記位相に同期制御した同期閉極制御信号を遮断器に対して出力する制御を行う遮断器の同期開閉制御装置において、  
任意の時刻における主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの振幅の絶対値の２乗値の瞬時値にかかわる累積時間積分値を求め、前記任意の時刻よりも前の時刻における前記振幅の絶対値の２乗値の移動平均値に関する累積時間積分値を求め、これら瞬時値にかかわる累積時間積分値と、移動平均値にかかわる累積時間積分値との比が予め定めた閾値を越えたとき、その時刻を前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻として検出する波形データ立ち上がり時刻検出手段と、
前記同期閉極制御信号の出力タイミングを基準として前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻までの経過時間をカウントして遮断器の電気的な投入動作時間を計測する投入動作時間検出手段と、
を有することを特徴とする遮断器の同期開閉制御装置。
【請求項７】
ディジタルフィルタにより前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データのノイズを除去することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の遮断器の同期開閉制御装置。
【請求項８】
前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻における系統電圧波高値を検出する投入電圧検出手段と、
遮断器の主接点の機械的な閉合時刻を検出する閉合時刻検出手段と、
前記同期閉極制御信号の出力タイミングを基準として、前記遮断器の主接点の機械的な閉合時刻までの経過時間をカウントして遮断器の機械的な閉極動作時間を計測する閉極動作時間検出手段と、
前記遮断器の電気的な投入動作時間と前記遮断器の機械的な閉極動作時間の差から、遮断器のプレアーク時間を算出するプレアーク時間算出手段と、
前記プレアーク時間と前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻における系統電圧波高値から遮断器の極間絶縁耐力減少率を算出する極間絶縁耐力減少率算出手段と、
を有することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の遮断器の同期開閉制御装置。
【請求項９】
実測した遮断器の極間絶縁耐力減少率を用いて、予め設定された遮断器の極間絶縁耐力減少率を補正する極間絶縁耐力減少率補正手段を有することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の遮断器の同期開閉制御装置。
【請求項１０】
補正された遮断器の極間絶縁耐力減少率を用いて予め設定された主回路電流または系統電圧の所望の電気的な投入位相に対応する、補正されたプレアーク時間を算出する補正プレアーク時間算出手段と、
前記電気的な投入位相と前記補正されたプレアーク時間から機械的な閉極位相を算出する閉極位相算出手段とを有することを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の遮断器の同期開閉制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断器投入時の主回路電流や系統電圧等の電気量の波形の立ち上がりタイミング検出方法および遮断器投入動作時間を高精度に計測することが可能な遮断器の同期開閉制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力用遮断器の開極または閉極タイミングを制御することによって、電力系統や電力機器に過酷となる過渡現象が発生するのを抑止する方法については、従来から提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
この過渡現象の発生を抑止する方法を実現する具体的な発明としては、電流遮断時における遮断器主接点の開離タイミングを遮断電流の電流零点と波高値ピークとの間で行わせ、かつ遮断器主接点の閉合時に負荷の種類に応じて遮断器主接点の閉極タイミングを制御するようにした遮断器開閉制御装置は既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載されている様な遮断器の開閉制御装置は、開極指令信号または閉極指令信号を検出した時に所望の電流、電圧の位相で遮断器を遮断または投入させるために、遮断器への開極指令信号または閉極指令信号の出力タイミングを適宜な時間遅延させる機能を備えている。なお、このような遮断器の開閉制御は、同期開閉制御（または同期開極制御または同期閉極制御）と呼ばれている。
【０００５】
ところで、遮断器の同期開閉制御を行うためには、遮断器動作時間の予測が必要となるが、遮断器動作時間は、遮断器の周囲温度や制御電圧などの環境条件や遮断器の休止時間によって変化する。このため、遮断器を高精度に同期開閉制御するためには、非特許文献１に記載されているように、温度補正、制御電圧補正、油圧補正および休止時間補正などを行う必要がある。
【０００６】
加えて、予測した遮断器動作時間と実際の遮断器動作時間の間には予測誤差があるため、遮断器動作時間の予測値と実測値との差をフィードバックする履歴補正を行い、同期開閉制御の制御精度を更に向上させることが推奨されている（例えば、非特許文献１参照）。  
【０００７】
非特許文献１では、次式（１）による履歴補正が記載されている。
【数１】
0005514051.tif 000002
この上式（１）から明らかなように、履歴補正を行うためには遮断器動作時間の計測が必要である。  
【０００８】
遮断器動作時間を計測する方法の具体的な発明としては、遮断器投入時の主回路電流の立ち上がりタイミングを検出し、遮断器の電気的な投入動作時間を計測する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−１５６８２０号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５２０５号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】“Controlled switching of HVAC circuit breakers. Guide for application lines, reactors, capacitors, transformers. SC13”, ELECTRA No.183 P.43 (1999)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
同期開閉制御における履歴補正を精度良く行うためには、言うまでも無く遮断器動作時間を精度良く計測することが必要である。遮断器の主接点が機械的に閉合または開離するまでの時間である遮断器閉極動作時間または遮断器開極動作時間の計測は、遮断器の補助接点のＯＮまたはＯＦＦタイミングの計測や、ストロークセンサを用いた計測により比較的容易に実現できる。
【００１２】
しかし、遮断器が電気的に接続するまでの時間である遮断器投入動作時間の計測では、例えば主回路電流波形や系統電圧等の電気量の波形の立ち上がりのタイミングを検出する必要があり、高精度な測定は難しくなる。
【００１３】
主回路電流や系統電圧の立ち上がりタイミングの検出が困難な理由は、誘導などによる外部ノイズの影響や、主回路電流や系統電圧の波形の立ち上がり位相が０°〜３６０°の任意のタイミングであることなどが挙げられる。特に主回路電流の立ち上がりタイミングを計測する場合、遮断器投入直後に流れる主回路電流の振幅が定格値の数％程度の場合があり（例えば無負荷送電線の投入の場合、流れる電流が充電電流のみであり、定格値の数％程度となる）、立ち上がりタイミングの検出がより困難になる。
【００１４】
特許文献２の方法は、主回路電流信号の高周波成分をハイパスフィルタで取り出し、このハイパスフィルタの出力が閾値を超過したタイミングを検出することで、主回路電流の立ち上がりタイミングを検出している。この検出方法の場合、主回路電流の立ち上がりタイミングにおける振幅瞬時値がある程度大きい場合は有効であるが、主回路電流の振幅瞬時値が定格値の数％程度と小さい場合は、立ち上がりタイミングを精度良く検出することは困難である。また、主回路電流の振幅ピークが定格値程度である場合でも、立ち上がりタイミングの位相角が０°±数°または１８０°±数°付近である場合は、立ち上がりタイミングを精度良く検出することは困難である。
【００１５】
一方、遮断器投入時にはプレアークが発生する。このため、同期閉極制御では、遮断器の主接点が機械的に閉合するまでの遮断器閉極動作時間と、プレアーク時間とを予測して、これらを用いて遮断器が電気的に接続するまでの遮断器投入動作時間を予測する。プレアーク時間を予測するために必要な遮断器の特性として、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）がある。
【００１６】
この遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）は、遮断器の遮断回数や遮断電流の累積によって経時変化する。しかし、これまでに提案されている遮断器の同期開閉制御装置では、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の経時変化の補正は考慮されていない。
【００１７】
このように従来の遮断器の同期開閉制御装置では、遮断器が電気的に接続するまでの時間である遮断器投入動作時間を高精度に計測することが困難であり、また、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の経時変化を考慮していないため、履歴補正が十分に機能しないばかりか、遮断器投入動作時間および遮断器閉極動作時間の予測精度をかえって悪化させる可能性があった。
【００１８】
そこで本発明は、上述した課題を解決するためになされるものであり、その目的とするところは、遮断器投入時の主回路電流や系統電圧等の電気量の波形の立ち上がりタイミングを高精度に検出し、遮断器投入動作時間を高精度に計測することが可能な遮断器投入時の電気量の波形の立ち上がりタイミング検出方法を提供することにある。
【００１９】
さらに、本発明の目的とするところは、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の経時変化の補正を行い、遮断器投入動作時間を高精度に予測することが可能な遮断器の同期開閉制御装置を提供することにある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、遮断器投入時の主回路電流や系統電圧等の電気量の波形の立ち上がりタイミングを高精度に検出し、遮断器投入動作時間を高精度に計測することが可能な電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法を提供することができる。また、遮断器の極間絶縁耐力減少率の経時変化の補正を行い、遮断器投入動作時間を高精度に予測することが可能な遮断器の同期開閉制御装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法の発明は、任意の時刻における電気量の振幅の絶対値の２乗値の瞬時値にかかわる累積時間積分値を求め、前記任意の時刻よりも前の時刻における前記電気量の振幅の絶対値の２乗値の移動平均値に関する累積時間積分値を求め、これら瞬時値にかかわる累積時間積分値と、移動平均値にかかわる累積時間積分値との比が予め定めた閾値を越えたとき、その時刻を前記電気量の波形データの立ち上がり時刻として検出することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項５に係る遮断器の同期開閉制御装置の発明は、主回路電流または系統電圧の少なくとも一方と、遮断器の状態量と、遮断器の閉極指令信号とを入力し、主回路電流または系統電圧の所望の位相で遮断器を投入させるように、前記位相に同期制御した同期閉極制御信号を遮断器に対して出力する制御を行う遮断器の同期開閉制御装置において、任意の時刻における主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの振幅の絶対値の瞬時値を求め、前記任意の時刻よりも前の時刻における前記振幅の絶対値の移動平均値を求め、前記振幅の絶対値の瞬時値と、前記振幅の絶対値の移動平均値との比が予め定めた閾値を越えたとき、その時刻を前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻として検出する波形データ立ち上がり時刻検出手段と、前記同期閉極制御信号の出力タイミングを基準として前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻までの経過時間をカウントし、遮断器の電気的な投入動作時間を計測する投入動作時間検出手段と、を有することを特徴とする。
【００２４】
さらに、請求項６に係る遮断器の同期開閉制御装置の発明は、主回路電流または系統電圧の少なくとも一方と、遮断器の状態量と、遮断器の閉極指令信号とを入力し、主回路電流または系統電圧の所望の位相で遮断器を投入させるように、前記位相に同期制御した同期閉極制御信号を遮断器に対して出力する制御を行う遮断器の同期開閉制御装置において、任意の時刻における主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの振幅の絶対値の２乗値の瞬時値にかかわる累積時間積分値を求め、前記任意の時刻よりも前の時刻における前記振幅の絶対値の２乗値の移動平均値に関する累積時間積分値を求め、これら瞬時値にかかわる累積時間積分値と、移動平均値にかかわる累積時間積分値との比が予め定めた閾値を越えたとき、その時刻を前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻として検出する波形データ立ち上がり時刻検出手段と、前記同期閉極制御信号の出力タイミングを基準として前記主回路電流波形データまたは系統電圧波形データの立ち上がり時刻までの経過時間をカウントして遮断器の電気的な投入動作時間を計測する投入動作時間検出手段と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態１による電流波形立ち上がりタイミング検出方法を実現する回路図。
【図２】本発明の実施形態１の電流波形の立ち上がりタイミング検出方法における遮断器投入直後の主回路電流波形図。
【図３】本発明の実施形態２の電流波形の立ち上がりタイミング検出方法における遮断器投入直後の主回路電流波形図。
【図４】本発明の実施形態４における遮断器の同期開閉制御装置のシステム構成図。
【図５】本発明の実施形態４における遮断器の同期開閉制御装置の動作時間計測処理の詳細ブロック図。
【図６】本発明の実施形態４における遮断器の同期閉極制御のタイミングチャート。
【図７】本発明の実施形態５における遮断器の同期開閉制御装置のシステム構成図。
【図８】本発明の実施形態５における遮断器の同期開閉制御装置の動作時間計測処理の詳細ブロック図。
【図９】本発明の実施形態５における遮断器の同期開閉制御装置の開極位相算出処理の詳細ブロック図。
【図１０】本発明の実施形態５における遮断器の同期閉極制御のタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明に係る遮断器投入時の電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法および遮断器の同期開閉制御装置の実施形態について説明する。
【００２８】
［実施形態１］
図１および図２を参照して本実施形態１について説明する。  
図１は本実施形態１による遮断器投入時の電気量である主回路電流の波形立ち上がりタイミング検出方法を実現する装置を描いた回路図である。
【００２９】
図１において、１は遮断器２が接続される電力系統の主回路、３は電力系統の主回路電流を計測する計器用変流器である。４は計器用変流器３から出力された主回路電流に対応する電流信号を所定の大きさに変換して出力する入力手段、５はこの入力手段４から出力されたアナログ量をディジタル量に変換するアナログ／ディジタル変換手段（ＡＤＣと表記）、６はアナログ／ディジタル変換手段５から出力されたディジタル信号を用いて主回路電流の立ち上がりタイミングを検出する、電流立ち上がり検出手段である。
【００３０】
図２は実施形態１の主回路電流波形の立ち上がりタイミングＡを検出する検出方法における遮断器投入直後の主回路電流波形の例である。
本実施形態１による主回路電流波形の立ち上がりタイミングＡを検出する検出方法は、主回路電流波形の任意の時刻における瞬時値を周知の演算式を実行することで得られる瞬時値と、その時刻よりも任意時刻前における主回路電流波形データに対して同じような演算を実行することで得られる移動平均値とを計算し、これら計算した電気量の瞬時値と移動平均値の比Ａ（ｈ）が予め定めた閾値αを越えたとき、その時刻を主回路電流波形データの立ち上がり時刻として検出するものである。
【００３１】
電流立ち上がり検出手段６による立ち上がりタイミング検出方法の具体的な例を「主回路電流の絶対値の瞬時値と、主回路電流の絶対値の移動平均の比」を用いて以下に説明する。
【００３２】
任意の時刻ｎにおける主回路電流の振幅の絶対値の瞬時値を|U(n)|とする。任意の時刻（n）よりも１サンプリング前の時刻（n-1）における主回路電流の振幅の絶対値の移動平均値ｍＵ(n-1)は次式（２）で与えられる。
【数２】
0005514051.tif 000003
【００３３】
ここで、ｍｗは移動平均値を演算するためのサンプル数であるが、ｍｗは２の整数乗（例えば２７＝１２８）にする。２の整数乗にすれば、割り算演算はビットシフト演算に置き換えられるため、高速な演算が可能となる。
【００３４】
主回路電流波形の立ち上がりタイミングの振幅の絶対値は、その直前の振幅の絶対値の移動平均値と比較して急激に大きくなると考えられるので、次式（３）を満足する最初のｎを検出すれば、主回路電流波形の立ち上がりタイミングを検出できる。式（３）において、一般的にはαは３〜１０程度に設定すればよい。
【数３】
0005514051.tif 000004
【００３５】
図２に示した「瞬時値と移動平均値の比Ａ(n)」は、次式（４）で計算した比Ａ(n)をプロットしたもので、比Ａ(n)がαを超えたタイミングが主回路電流波形の立ち上がりタイミングとなる。
【数４】
0005514051.tif 000005
【００３６】
なお、本実施形態１による立ち上がりタイミングの検出方法は、主回路電流に限らず、系統電圧など、その他の電気量の波形に適用できることは言うまでも無い。  
以上の説明から明らかなように、本実施形態１による遮断器投入時の電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法は、以下の効果を有する。
【００３７】
まず、移動平均演算により、主回路電流または電圧波形の立ち上がりタイミング以前の誘導などによる外部ノイズの影響を効果的に抑制することにより、対象となる波形の振幅が小さい場合にも立ち上がりタイミングを精度良く検出することができる。特に主回路電流や系統電圧においては、振幅瞬時値が定格の数％程度と小さい場合にも立ち上がりタイミングを精度良く検出することができる。
【００３８】
また、主回路電流や系統電圧の立ち上がりタイミングの位相角が０°±数°、または１８０°±数°付近である場合にも立ち上がりタイミングを精度良く検出することができる。
【００３９】
更に、この方法による立ち上がりタイミング検出演算では、少なくとも移動平均値を演算するために必要なサンプル数の電気量波形データをメモリ等に一時保管できれば演算が可能である。従って、この演算に必要とされるメモリ容量は極めて小さくできる。また、一時保管する電気量波形データのサンプル数が少ないので、リアルタイムで演算することが容易に可能となる。
【００４０】
［実施形態２］
図３を参照して本実施形態２について説明する。  
図３は実施形態２に係る主回路電流波形の立ち上がりタイミングＢを検出する検出方法における遮断器投入直後の主回路電流波形の例である。図３の主回路電流波形の立ち上がりタイミングＢを検出する方法を以下に説明する。
【００４１】
主回路電流波形の立ち上がりタイミングＢを検出するに当たり、主回路電流波形は、実施形態１同様に図１のアナログ／ディジタル変換器５から出力されたディジタルデータを扱うものとする。
【００４２】
本実施形態２の方法は、主回路電流波形データに対して適当な演算を実行することにより、「任意の電気量」の波形データを取得する。この任意の電気量の波形データの任意の時刻までの瞬時値の累積時間積分値を計算し、また、その時刻よりも前の時刻におけるこの任意の電気量の波形データの移動平均値を計算して、その移動平均値の累積時間積分値を計算する。
【００４３】
このように計算した「瞬時値の累積時間積分値」と「移動平均値の累積時間積分値」との比Ｂ（ｈ）が閾値βを越えたとき、その時刻を主回路電流波形データの立ち上がり時刻Ｂとして検出する。
【００４４】
具体的な例として、「任意の電気量」として「主回路電流の振幅の絶対値の２乗値」を採用し、「主回路電流の絶対値の２乗値の瞬時値の累積時間積分値」と「主回路電流の絶対値の２乗値の移動平均値の累積時間積分値の比」を用いて立ち上がりタイミングを検出する方法を以下に説明する。
【００４５】
任意の時刻（n）における主回路電流の振幅U(n)の絶対値の２乗値の瞬時値の累積時間積分値Ｕ２(n)は次式（５）で与えられる。
【数５】
0005514051.tif 000006
【００４６】
任意の時刻（n）よりも１サンプリング前の時刻（n-1）における振幅U(n)の絶対値の２乗値の移動平均値の累積時間積分値ｍＵ２(n-1)は次式（６）で与えられる。
【数６】
0005514051.tif 000007
【００４７】
ここで、ｍｗは移動平均値を演算するためのサンプル数であるが、ｍｗは２の整数乗（例えば２７＝１２８）にする。２の整数乗にすれば、割り算演算はビットのシフト演算に置き換えられるため、高速な演算が可能となる。
【００４８】
主回路電流波形の立ち上がりタイミングにおける振幅の絶対値の２乗値の瞬時値の累積時間積分値は、その直前の振幅の絶対値の２乗値の移動平均値の累積時間積分値と比較して急激に大きくなると考えられるので、次式（７）を満足する最初のｎを検出すれば、主回路電流波形の立ち上がりタイミングを検出できる。一般的には閾値βは３〜１０程度に設定すればよい。
【数７】
0005514051.tif 000008
【００４９】
図３の「瞬時値の累積時間積分値と移動平均値の累積時間積分値の比」Ｂ（ｈ）は、次式（８）で計算したＢ(n)をプロットしたもので、Ｂ(n)がβを超えたタイミングが主回路電流波形の立ち上がりタイミングとなる。
【数８】
0005514051.tif 000009
【００５０】
なお、本実施形態２の方法による立ち上がりタイミングの検出は、主回路電流に限定されずに実施形態１同様、系統電圧など、その他の電気量波形に適用できることは言うまでも無い。  
以上の説明から明らかなように、本実施形態２における電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法は、以下の効果を有する。
【００５１】
対象となる電気量波形の振幅が小さい場合にも立ち上がりタイミングを精度良く検出することができること、特に主回路電流や系統電圧においては、振幅瞬時値が定格の数％程度と小さい場合にも立ち上がりタイミングを精度良く検出することができること、また、主回路電流や系統電圧の立ち上がりタイミングの位相角が０°±数°、または１８０°±数°付近である場合にも立ち上がりタイミングを精度良く検出することができることは、実施形態１と同様の効果である。
【００５２】
加えて、本実施形態２の方法では、移動平均演算により、電気量波形立ち上がりタイミング以前の誘導などによる外部ノイズの影響を効果的に抑制できることに加えて、累積時間積分値の比による立ち上がり判定を行っているので、実施形態１の方法に比べて耐ノイズ性が強化されている。
【００５３】
図２と図３は同一の主回路電流波形に対して、それぞれ実施形態１と実施形態２の方法により電気量波形立ち上がりタイミング検出の演算をおこなった結果であり、図２のＡ(n)と図３のＢ(n)を比較すると、実施形態２の方法によるタイミング検出演算の方が、耐ノイズ性の点でより効果的であることが明らかである。
【００５４】
ただし、実施形態２の方法は、累積時間積分値を算出するという手法の関係上、ある一定以上の期間の電気量波形データをメモリ等に一時保管する必要がある。また、実施形態１と比較すると演算量が多くなる。したがって、リアルタイム性を要求される用途には必ずしも向いていない。実施形態１と実施形態２はその用途やノイズ環境により使い分けるべきである。
【００５５】
なお、遮断器の投入動作時間計測のために実施形態２の方法を適用する場合は、一時保管するべき電気量波形データは、例えば遮断器投入動作前後の２００ｍｓ程度があれば十分であり、メモリ容量や演算時間は適用の妨げとはならない。
【００５６】
［実施形態３］
本実施形態３は、前述した実施形態１または実施形態２で記載した電気量波形の立ち上がりタイミング検出演算の前にディジタルフィルタ処理を実施するようにしたものである。
【００５７】
本実施形態３で適用するディジタルフィルタの具体的な例としては、例えば次式（９）の伝達関数による。
Ｈ（ｚ）＝１＋ｚ−１＋ｚ−２      ・・・（９）
なお、ディジタルフィルタの方式は、ここに示した様な非再帰形ディジタルフィルタに限定されるものではなく、再帰形ディジタルフィルタやディジタル演算による中間値フィルタなど、あらゆるディジタルフィルタが対象となることは言うまでも無い。
【００５８】
上記のようなディジタルフィルタ処理を施した電気量波形データに対して、波形の立ち上がりタイミング検出演算を行うが、その方法は実施形態１または実施形態２と同じなので、説明を省略する。
以上の説明から明らかなように、本実施形態３における電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法は、以下の効果を有する。
【００５９】
本実施形態３における電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法は、実施形態１または実施形態２の電気量波形の立ち上がりタイミング検出方法と同様の効果を有することに加えて、ディジタルフィルタによるノイズ除去処理を実施しているので、実施形態１または実施形態２に対して、さらに効果的にノイズの除去が可能であり、ノイズ環境が悪い場合でも高精度に電気量波形の立ち上がりタイミングを検出することができる。
【００６０】
［実施形態４］
図４乃至図６を参照して実施形態４について説明する。  
図４は本実施形態４における遮断器の同期開閉制御装置のシステム構成図である。  
【００６１】
図４において、７００は母線を含む主回路、７１０は遮断器、７４０は計器用変圧器、７５０は変流器である。計器用変圧器７４０は、母線側電圧を計測できるように、主回路７００に接続されている。変流器７５０は遮断器の「負荷」側に流れる主回路電流を計測できるように接続されている。ここでいう「負荷」とは、送電線、変圧器、調相設備などの変電機器を指す。
【００６２】
なお、図４の主回路７００では、断路器、接地開閉器、遮断器の負荷側機器等は省略しているが、変電所を構成する一般的な機器が接続されているものとする。また、図４では１相分のみを図示しているが、本発明は３相の遮断器、及びその他の回路に対して動作・作用するものであり、以下において、特に断りのない限り、その対象を３相回路または３相の遮断器とする。
【００６３】
７１１は遮断器７１０の主接点（主接触子とも呼ぶ）、７１２は遮断器７１０の主接点７１１などを駆動するための操作機構である。この操作機構７１２は、遮断器駆動用コイル６２０（投入コイルＣＣと、図示していない遮断コイルＴＣを含む）、遮断器補助接点７１３（図４では、ａ接点で表記）などから構成される。なお、遮断器７１０のその他の構成要素は、一般的なものであるので説明を省略する。
【００６４】
制御電圧回路６１０の＋（プラス）側、−（接地）側の間に、遮断器７１０の操作機構７１２を駆動するための回路を接続しており、この回路の構成要素は保護リレー装置、ＢＣＵ（Ｂａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などの上位装置６００、本実施形態の主要部である遮断器の同期開閉制御装置１００、遮断器駆動用コイル６２０（投入コイルＣＣと図示していない遮断コイルＴＣ）が直列に接続されている。なお、図４では、遮断器駆動用コイル６２０に投入コイルＣＣしか図示していないので、閉極指令回路しか図示していないが、遮断コイルＴＣを含む開極指令回路も同様に構成されることは言うまでも無い。
【００６５】
前述した遮断器の同期開閉制御装置１００は、ＤＩ入力手段１１、図２の入力手段４と同等のＡＣ入力手段（アナログ入力手段）１２、図２のアナログ−ディジタル変換手段と同等のアナログ−ディジタル変換手段１３、ＭＰＵ１４、開極／閉極指令出力部１５などで構成されている。
【００６６】
そして、外部の上位装置６００と、遮断器の同期開閉制御装置１００の開極／閉極指令出力部１５と、遮断器操作機構７１２の遮断器駆動用コイル６２０（投入コイルＣＣと遮断コイルＴＣ）などが直列に接続される。
【００６７】
ＤＩ入力手段１１には、遮断器操作機構７１２の遮断器補助接点７１３（本発明では、特にａ接点）が入力される。ＤＩ入力手段１１は、図示していないが、絶縁回路などから構成されている。
【００６８】
ＡＣ入力手段１２には、計器用変圧器７４０の出力である系統電圧信号、変流器７５０の出力である主回路電流信号、および図示していない温度センサの出力信号、油圧センサの出力信号、遮断器の制御電圧信号などが入力される。ＡＣ入力手段１２は、図示していないが、絶縁回路やアナログフィルタ（アナログ−ディジタル変換器のアンチエイリアスフィルタ）などから構成されている。
【００６９】
アナログ−ディジタル変換手段１３は、内部構成要素を図示していないが、サンプリングホールド回路、マルチプレクサ、アナログ−ディジタル変換器などから構成されており、ＡＣ入力手段１２の出力、すなわち系統電圧信号、主回路電流信号、各種センサ出力信号などをアナログ情報として取り込み、所定のサンプリング間隔でホールドした後、ディジタルデータに変換する。系統電圧信号、主回路電流信号、各種センサ出力信号などのディジタルデータはＭＰＵ１４に入力される。
【００７０】
なお、サンプリングホールド回路、マルチプレクサを省略した回路構成を採用しても良いし、サンプリングホールド回路内蔵アナログ−ディジタル変換器などを採用した回路構成としても良い。
【００７１】
ＭＰＵ１４は、遮断器補助接点信号、系統電圧信号、主回路電流信号、各種センサ出力信号のディジタルデータ、および開極指令信号または閉極指令信号などの入力信号を用いて、動作時間計測処理手段４０、同期遅延時間算出処理手段３０、基準点検出処理手段２０、開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０などの各種処理を実行する。なお、動作時間計測処理手段４０、同期遅延時間算出処理手段３０、基準点検出処理手段２０、開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０などの各種処理をハードウエアのみ、またはハードウエアとソフトウエアの組合せで構成しても良いことは言うまでも無い。
【００７２】
開極／閉極指令出力部１５は、一般にはＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体スイッチで構成されており、開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０からのトリガー信号により、半導体スイッチがＯＮ動作する。そして、開極／閉極指令出力部１５がＯＮ動作すると、遮断器の同期開極または閉極制御信号（遮断器駆動電流）が遮断器駆動用コイル６２０（投入コイルＣＣまたは遮断コイルＴＣ）に流れるため、遮断器７１０が開極または閉極動作する。
【００７３】
なお、遮断器の同期開閉制御装置１００の構成要素についても、図４では１相分のみが図示されているが、実際には３相の遮断器を制御するために必要な構成と成っていることは言うまでも無く、特に断りが無い限り、以下の記述においても同様である。  また、遮断器の同期開閉制御装置１００には、計器用変圧器７４０と変流器７５０の出力、すなわち系統電圧信号と主回路電流信号が入力されるが、系統電圧と主回路電流を検出可能な機器であれば、専用、汎用を問わず計器用変圧器７４０と変流器７５０以外の機器を適用可能なことは言うまでも無い。
【００７４】
図５はＭＰＵ１４に実装された遮断器の同期開閉制御装置用動作時間計測処理手段４０の詳細ブロック図である。動作時間計測処理手段４０は図５から明らかなように、ディジタルフィルタ４０９と、電気量の波形データ立ち上がり時刻検出手段４０１と、投入動作時間検出手段４０２とから成る。この動作時間計測処理手段４０のディジタルフィルタ４０９には主回路電流信号が入力され、また、投入動作時間検出手段４０２には同期閉極制御信号（開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０の出力）がそれぞれ入力され、投入動作時間の計測値が出力されるようになっている。
【００７５】
以下、図４の遮断器の同期開閉制御装置１００の動作と作用の一例について、閉極動作を例にして説明する。  
遮断器７１０の主接点（主接触子）７１１を系統電圧の所定の位相にて閉極させる同期閉極制御を行うために、遮断器の同期開閉制御装置１００は以下のように動作する。
【００７６】
保護リレー装置やＢＣＵなどの上位装置６００から出力された遮断器の閉極指令信号は、遮断器の同期開閉制御装置１００の開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０で検出される。開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０が閉極指令信号を検出後、所定の遅延時間経過後に閉極指令出力部１５の半導体スイッチがＯＮ動作する。この時、同期閉極制御された同期閉極制御信号（遮断器駆動電流）が遮断器駆動用コイル６２０（投入コイルＣＣ）に対して出力され、遮断器７１０は系統電圧の所定の位相で閉極動作する。
【００７７】
一方、閉極指令信号が検出されると、波形データ立ち上がり時刻検出手段４０１が主回路電流波形の立ち上がりタイミングの検出を開始する。そして、遮断器が投入動作すると主回路電流波形の立ち上がり時刻を検出する。投入動作時間検出手段４０２は、同期閉極制御信号の出力タイミングを基準として、主回路電流波形の立ち上がり時刻までの経過時間を算出し、これを遮断器の電気的な投入動作時間として計測する。  図６は本実施形態４における遮断器の同期閉極制御のタイミングチャートである。
【００７８】
図４乃至図６を用いて、遮断器の同期開閉制御装置１００の開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０の動作・作用、および遮断器の電気的な投入動作時間の計測方法について詳細に説明する。
【００７９】
開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０は、図６においてｔcommandのタイミングで閉極指令信号検出後、次に来る母線側電圧の零クロス点のタイミングｔzeroを待つ。零クロス点のタイミングｔzeroは基準点検出処理手段２０が、系統電圧である母線側電圧波形を用いて常時検出している。
【００８０】
この零クロス点のタイミングtzeroから同期閉極遅延時間Ｔdelayの遅延時間経過後に、遮断器７１０に対して同期閉極制御した同期閉極制御信号を出力すれば、遮断器７１０が系統電圧（母線側電圧）の所定の位相（図６ではｔcloseのタイミング）で閉極するとして、同期閉極遅延時間Ｔdelayを算出する。
【００８１】
同期閉極遅延時間Ｔdelayは、同期遅延時間算出処理手段３０が算出する。理想的には同期閉極遅延時間Ｔdelayは、零クロス点から目標投入位相（電気的な目標投入位相のことで、図６ではｔmakeのタイミング）までの時間Ｔtargetと、目標投入位相に対応するプレアーク時間Ｔpre-arcingと、遮断器の閉極動作時間Ｔclosingと、系統周期Ｔfreqを用いて次式（１０）で得られる。
【００８２】
Ｔdelay = Ｔfreq ＋ (Ｔtarget ＋ Ｔpre-arcing − (Ｔclosing ％Ｔfreq ) )
( 0 ≦ Ｔdelay ＜ 2 x Ｔfreq )
ただし、(Ｔclosing ％Ｔfreq )は、Ｔclosing ／ Ｔfreq の余り・・・（１０）
ただし、実際の系統電圧の零クロス点のタイミングとＭＰＵ１４の基準点検出処理手段２０が認識する零クロス点のタイミングにはズレ（遅れ）があるので、開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０はこのズレを考慮して、理想的な同期閉極遅延時間Ｔdelayに補正を加えるものとする。
【００８３】
ここで、遮断器の閉極動作時間Ｔclosingは、遮断器の周囲温度や制御電圧などの環境条件や遮断器の休止時間によって変化する。このため、同期遅延時間算出処理手段３０では、遮断器を高精度に同期開閉制御するために、センサなどで計測した温度、油圧、制御電圧、遮断器の休止時間データを用いて、温度補正、油圧補正、制御電圧補正、休止時間補正を行い、理想的な遮断器閉極動作時間と投入動作時間を予測算出する（投入動作時間＋プレアーク時間＝閉極動作時間の関係がある）。加えて、後述する方法により計測した、実際の遮断器閉極動作時間と投入動作時間を用いて履歴補正を行う。
【００８４】
以上の演算結果を用いて、開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０は、零クロス点のタイミングｔzeroを基準として、同期閉極遅延時間Ｔdelayの遅延時間後に、同期閉極制御された同期閉極制御信号を出力して、遮断器７１０の遮断器駆動用コイル６２０（投入コイルＣＣ）を駆動すれば良い。
【００８５】
なお、本実施形態４で示した同期閉極制御アルゴリズムは、その一例を示したに過ぎず、その他のいかなる同期閉極制御アルゴリズムも本発明に適用できることは言うまでも無い。
【００８６】
また、同期開極制御においても同様な動作・作用を行うことは言うまでも無い。ただし、同期開極制御では、一般には主回路電流の零クロス点を基準に制御し、プレアーク時間を考慮する必要は無い。
【００８７】
次に、動作時間計測処理手段４０の動作・作用について、図６を用いて詳細に説明する。  
閉極指令信号を検出すると、波形データ立ち上がり時刻検出手段４０１は主回路電流波形の立ち上がりタイミングの検出を開始する。遮断器が投入動作して主回路電流波形が立ち上がると、その時刻ｔmakeを検出する。ここで、ディジタルフィルタ４０９の具体的な方法は実施形態３と同じである。また、電気量波形の立ち上がりタイミングの具体的な検出方法は、前述した実施形態１または実施形態２の方法を使用し、波形データ立ち上がり時刻検出手段４０１で演算処理する。なお、実施形態１または実施形態２の方法以外の演算により波形データ立ち上がりタイミングを検出しても良いことは言うまでも無い。
【００８８】
一方、投入動作時間検出手段４０２は、同期閉極制御信号（開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０の出力）の出力タイミングｔcontrolを記憶している。同期閉極制御信号の出力時刻ｔcontrolから主回路電流波形の立ち上がり時刻ｔmakeまでの経過時間が遮断器の投入動作時間Ｔmakingの計測値となる。
【００８９】
さらに、投入動作時間の計測値にプレアーク時間を考慮して閉極動作時間Ｔclosingの計測値を算出しても良い。  
なお、同期閉極制御信号の出力時刻ｔcontrolを基準として、主回路電流波形の立ち上がり時刻ｔmakeまでの時間をカウンターでカウントし、これを投入動作時間Ｔmakingに直接換算しても良いことは言うまでも無い。
【００９０】
また、主回路電流波形の立ち上がりタイミングの代わりに、系統電圧（負荷側電圧）の立ち上がりタイミングを検出して、同様に遮断器投入動作時間を計測しても良い。  
以上の説明から明らかなように、本実施形態４における遮断器の同期開閉制御装置は、以下の効果を有する。
【００９１】
遮断器投入時の主回路電流や系統電圧の立ち上がりタイミングを高精度に検出し、遮断器投入動作時間を高精度に計測することが可能な遮断器の同期開閉制御装置を提供できる。
【００９２】
［実施形態５］
以下、図７乃至図１０を参照して実施形態５について説明する。  
図７は本実施形態５における遮断器の同期開閉制御装置のシステム構成図である。  
本実施形態５の遮断器の同期開閉制御装置のシステム構成は、実施形態４と類似しているので、実施形態４との相違点のみを以下に説明する。
【００９３】
ＭＰＵ１４は、遮断器補助接点信号、系統電圧信号、主回路電流信号、各種センサ出力信号のディジタルデータ、および開極または閉極指令信号などの入力信号を用いて、動作時間計測処理手段４１、同期遅延時間算出処理手段３０、基準点検出処理手段２０、開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０、閉極位相算出処理手段５０などの各種処理を実行する。
【００９４】
なお、動作時間計測処理手段４１、同期遅延時間算出処理手段３０、基準点検出処理手段２０、開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０、閉極位相算出処理手段５０などの各種処理をハードウエアのみ、またはハードウエアとソフトウエアの組合せで構成しても良いことは言うまでも無い。  
遮断器の同期開閉制御装置１００に入力された遮断器補助接点信号は、ＤＩ入力手段１１を介して、ＭＰＵ１４の動作時間計測処理手段４１に入力される。
【００９５】
図８はＭＰＵ１４に実装された遮断器の同期開閉制御装置用動作時間計測処理手段４１の詳細ブロック図である。  
図８において、動作時間計測処理手段４１はディジタルフィルタ４１９、波形データ立ち上がり時刻検出手段４１１と投入動作時間検出手段４１２、投入電圧検出手段４１３、プレアーク時間算出手段４１４と極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）算出手段４１５、及び閉合時刻検出手段４１６と閉極動作時間検出手段４１７とから構成されている。
【００９６】
この動作時間計測処理手段４１には、主回路電流信号、系統電圧信号、同期閉極制御信号（開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０の出力）、遮断器補助接点信号が入力され、投入動作時間の計測値、投入時刻における電圧波高値、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の計測値、閉極動作時間の計測値が出力されるようになっている。
【００９７】
図９はＭＰＵ１４に実装された遮断器の同期開閉制御装置用閉極位相算出処理手段５０の詳細ブロック図である。  
閉極位相算出処理手段５０はＲＤＤＳ補正手段５０１、補正プレアーク時間算出手段５０２、閉極位相算出手段５０３とから成る。閉極位相算出処理手段５０には遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の計測値と目標投入位相が入力され、目標投入位相に対応する閉極位相が出力される。
【００９８】
図７の遮断器の同期開閉制御装置１００の動作および作用の一例について閉極動作を例として説明する。  
本実施形態５の遮断器の同期開閉制御装置の動作と作用は、実施形態４と類似であるので、実施形態４との相違点のみを以下に説明する。
【００９９】
図１０は本実施形態５における遮断器の同期閉極制御のタイミングチャートである。図１０を用いて、遮断器の同期開閉制御装置１００の開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０の動作・作用、遮断器の電気的な投入動作時間の計測方法、遮断器の機械的な閉極動作時間の計測方法、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の計測方法について詳細に説明する。
【０１００】
開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０は、ｔcommandのタイミングで閉極指令信号検出後、次に来る母線側電圧の零クロス点のタイミングｔzeroを待つ。零クロス点のタイミングｔzeroは基準点検出処理手段２０が、系統電圧である母線側電圧波形を用いて常時検出している。
【０１０１】
この零クロス点のタイミングtzeroから同期閉極遅延時間Ｔdelayの遅延時間経過後に、遮断器７１０に対して同期閉極制御した同期閉極制御信号を出力すれば、遮断器７１０が系統電圧（母線側電圧）の所定の位相（図１０ではｔcloseのタイミング）で閉極するとして、同期閉極遅延時間Ｔdelayを算出する。
【０１０２】
同期閉極遅延時間Ｔdelayは、同期遅延時間算出処理手段３０が算出する。理想的には同期閉極遅延時間Ｔdelayは、零クロス点から目標投入位相（電気的な目標投入位相のことで、図１０ではｔmakeのタイミング）までの時間Ｔtargetと、目標投入位相に対応するプレアーク時間Ｔpre-arcingと、遮断器の閉極動作時間Ｔclosingと、系統周期Ｔfreqを用いて次式（１１）で得られる。
Ｔdelay = Ｔfreq ＋ (Ｔtarget ＋ Ｔpre-arcing − (Ｔclosing ％Ｔfreq ) )
= Ｔfreq ＋ (Ｔtarget_close − (Ｔclosing ％Ｔfreq ) )
( 0 ≦ Ｔdelay ＜ 2 x Ｔfreq )
ただし、(Ｔclosing ％Ｔfreq )は、Ｔclosing ／ Ｔfreq の余り・・・（１１）
【０１０３】
ここで、Ｔtarget_closeは目標投入位相に対応する閉極位相で、後述する方法により閉極位相算出処理手段５０で算出される。なお、実施形態４と同様に、閉極動作時間の温度補正、油圧補正、制御電圧補正、休止時間補正、履歴補正を行うことは言うまでも無い。
【０１０４】
以上の演算結果を用いて、開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０は、零クロス点のタイミングｔzeroを基準として、同期閉極遅延時間Ｔdelayの遅延時間後に、同期閉極制御された同期閉極制御信号を出力して、遮断器７１０の遮断器駆動用コイル６２０（投入コイルＣＣ）を駆動すれば良い。
【０１０５】
なお、本実施形態５で示した同期閉極制御アルゴリズムは、その一例を示したに過ぎず、その他のいかなる同期閉極制御アルゴリズムも適用できることは言うまでも無い。
また、同期開極制御においても同様な動作・作用を行うことは言うまでも無い。ただし、同期開極制御では、一般には主回路電流の零クロス点を基準に制御し、プレアーク時間を考慮する必要は無い。
【０１０６】
次に、動作時間計測処理手段４１の動作・作用について詳細に説明する。  
閉極指令信号を検出すると、波形データ立ち上がり時刻検出手段４１１は主回路電流波形の立ち上がりタイミングの検出を開始する。そして、遮断器が投入動作して主回路電流波形が立ち上がると、その時刻ｔmakeを検出する。ここで、ディジタルフィルタ４１９の具体的な方法は実施形態３と同じである。また、電気量波形の立ち上がりタイミングの具体的な検出方法は、前述した実施形態１または実施形態２の方法を使用し、波形データ立ち上がり時刻検出手段４１１で演算処理する。なお、実施形態１または実施形態２の方法以外の演算により波形データ立ち上がりタイミングを検出しても良いことは言うまでも無い。
【０１０７】
一方、投入動作時間検出手段４１２は、同期閉極制御信号（開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０の出力）の出力タイミングｔcontrolを記憶している。同期閉極制御信号の出力時刻ｔcontrolから主回路電流波形の立ち上がり時刻ｔmakeまでの経過時間が遮断器の投入動作時間Ｔmakingの計測値となる。
【０１０８】
なお、同期閉極制御信号の出力時刻ｔcontrolを基準として、主回路電流波形の立ち上がり時刻ｔmakeまでの時間をカウンターでカウントし、これを投入動作時間Ｔmakingに直接換算しても良いことは言うまでも無い。
【０１０９】
また、主回路電流波形の立ち上がりタイミングの代わりに、系統電圧（負荷側電圧）の立ち上がりタイミングを検出して、同様に遮断器投入動作時間を計測しても良い。  更に、投入電圧検出手段４１３は、主回路電流波形の立ち上がり時刻ｔmakeにおける系統電圧の波高値（瞬時値）を算出する。この波高値が遮断器の投入タイミングにおける系統電圧の波高値、すなわち投入電圧の実測値になる。
【０１１０】
これと平行して、閉極指令信号を検出すると、閉合時刻検出手段４１６は遮断器補助接点（ａ接点）がＯＦＦからＯＮになるタイミングの検出を開始する。遮断器が投入動作して主接点が閉合されると、遮断器補助接点（ａ接点）がＯＦＦからＯＮになるが、その時刻ｔcloseを検出する。
【０１１１】
一方、閉極動作時間検出手段４１７は、同期閉極制御信号（開極／閉極指令信号出力遅延制御処理手段１０の出力）の出力タイミングｔcontrolを記憶している。同期閉極制御信号の出力時刻ｔcontrolから遮断器補助接点（ａ接点）がＯＦＦからＯＮになる時刻ｔcloseまでの経過時間が遮断器の閉極動作時間Ｔclosingの計測値となる。ここで、厳密には遮断器の主接点が閉合するタイミングと遮断器補助接点（ａ接点）がＯＦＦからＯＮに成るタイミングにはズレがあるため、このズレを補正して閉極動作時間Ｔclosingの計測値を算出する。
【０１１２】
なお、同期閉極制御信号の出力時刻ｔcontrolを基準として、遮断器補助接点（ａ接点）がＯＦＦからＯＮになる時刻ｔcloseまでの時間をカウンターでカウントし、これを閉極動作時間Ｔclosingに直接換算しても良いことは言うまでも無い。  
また、遮断器補助接点（ａ接点）の代わりに、ストロークセンサなどを使用して遮断器閉極動作時間Ｔclosingを計測しても良いことは言うまでも無い。
【０１１３】
続いて、プレアーク時間算出手段４１４は、投入動作時間の計測値Ｔmaking_measurementと閉極動作時間の計測値Ｔclosing_measurementを用いて、プレアーク時間の計測値Ｔpre-arcing_measurementを次式（１２）により算出する。
Ｔpre-arcing_measurement = Ｔclosing_measurement - Ｔmaking_measurement                                                    ・・・（１２）
【０１１４】
ＲＤＤＳ算出手段４１５は、プレアーク時間の計測値Ｔpre-arcing_measurementと投入時刻における系統電圧の波高値、すなわち投入電圧の実測値Ｖmake_measurementを用いて、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の計測値ＲＤＤＳmeasurementを次式（１３）により算出する。
ＲＤＤＳmeasurement = Ｖmake_measurement ／ Ｔpre-arcing_measurement
・・・（１３）
【０１１５】
次に、閉極位相算出処理手段５０の動作・作用について詳細に説明する。  
ＲＤＤＳ補正手段５０１は、例えば次式（１４）により遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の補正値を算出する。
【数９】
0005514051.tif 000010
【０１１６】
なお、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の補正値を算出するために、上記以外の演算式を用いても良いことは言うまでも無い。  
続いて、補正プレアーク時間算出手段５０２は、目標投入位相における系統電圧の波高値Ｖmakeと遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の前記予測値を用いて、プレアーク時間の補正値Ｔpre-arcing_compensationを次式（１５）により算出する。
【数１０】
0005514051.tif 000011
【０１１７】
このように算出したプレアーク時間の補正値Ｔpre-arcing_compensationと零クロス点から目標投入位相までの時間Ｔtargetを用いると、零クロス点から補正された閉極位相までの時間Ｔtarget_close、すなわち目標投入位相に対応する補正された閉極位相を次式（１６）により算出することができる。
【０１１８】
Ｔtarget_close = Ｔtarget + Ｔpre-arcing_compensation    ・・・（１６）
したがって、同期閉極遅延時間Ｔdelayは、次式（１７）
Ｔdelay = Ｔfreq ＋ (Ｔtarget_close −(Ｔclosing ％Ｔfreq ))・・・（１７）
により算出することができる。
以上の説明から明らかなように、本実施形態５における遮断器の同期開閉制御装置は、以下の効果を有する。
【０１１９】
本実施形態５における遮断器の同期開閉制御装置が、前述した実施形態４の遮断器の同期開閉制御装置と同様の効果を有することに加えて、本実施形態５では遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）を計測し、予測値（または設定値）との誤差をフィードバックして補正することにより、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の経時変化の補正ができる。
【０１２０】
したがって、プレアーク時間の補正も行うことが可能となり、その結果、遮断器投入動作時間と目標投入位相に対応する閉極位相を高精度で予測できる遮断器の同期開閉制御装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１…主回路、２…遮断器、３…計器用変流器、４…入力手段、５…アナログ／ディジタル変換手段、６…電流立ち上がり検出手段、１００…遮断器の同期開閉制御装置、１４…ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）、１５…開極／閉極指令出力部、１０…開極／閉指令信号出力遅延制御処理、２０…基準点検出処理、３０…同期遅延時間算出処理、４０，４１…動作時間計測処理、４０１，４１１…波形データ立ち上がり時刻検出手段、４０２，４１２…投入動作時間検出手段、４１３…投入電圧検出手段、４１４…プレアーク時間算出手段、４１５…ＲＤＤＳ算出手段、４１６…閉合時刻検出手段、４１７…閉極動作時間検出手段、５０…閉極位相算出処理、５０１…ＲＤＤＳ補正手段、５０２…補正プレアーク時間算出手段、５０３…閉極位相算出手段、７４０…計器用変圧器、７５０…変流器。
【図１】
0005514051.tif 000012
【図２】
0005514051.tif 000013
【図３】
0005514051.tif 000014
【図４】
0005514051.tif 000015
【図５】
0005514051.tif 000016
【図６】
0005514051.tif 000017
【図７】
0005514051.tif 000018
【図８】
0005514051.tif 000019
【図９】
0005514051.tif 000020
【図１０】
0005514051.tif 000021